211service.com
Videovervalsingen detecteren
Onderzoekers kunnen al geavanceerde manipulaties in stilstaande beelden detecteren, maar ze beginnen hetzelfde probleem pas in video aan te pakken.
Sommige van de vroege video-forensische inspanningen komen van Dartmouth College, waar: Hany Farid , hoogleraar informatica en onderzoeker Weihong Wang hebben een methode geïllustreerd om te detecteren of een video van hoge kwaliteit opnieuw is opgeslagen - een veelbetekenend teken dat iemand met het originele bestand heeft geknoeid.
Hoewel de techniek van Farid niet goed zou werken met YouTube-video's van lage kwaliteit, zegt hij, is hij zeer geschikt voor video van hoge kwaliteit, zoals die van bewakingscamera's. De tools worden steeds geavanceerder voor het manipuleren van video en audio, zegt Farid. We kunnen er net zo goed een sprong in maken.
De antivervalsingstool van de onderzoekers maakt gebruik van wiskundige trucs die gebruikmaken van de voorspelbare manier waarop video's worden gecomprimeerd tot standaard MPEG-bestanden. Videocompressie werkt in de veronderstelling dat er niet veel beweging is tussen een reeks videoframes, dus het is niet nodig om elk frame te bewaren. Maar de informatie over de beweging blijft behouden: het compressie-algoritme kijkt naar een eerste frame en een tweede frame, en het extraheert getallen die het bewegingsverschil ertussen vertegenwoordigen. De cijfers beschrijven hoe je het tweede frame van het eerste frame kunt regenereren, zegt Farid, en kan worden opgeslagen zonder zoveel opslagruimte in beslag te nemen als het tweede frame. Dit proces wordt herhaald voor volgende frames. Naarmate het zich verder van het oorspronkelijke frame van hoge kwaliteit uitstrekt, worden echter meer fouten geïntroduceerd. Daarom, zegt Farid, is elk twaalfde frame van een MPEG-video een stilstaand beeld van hoge kwaliteit dat het proces opnieuw begint.
Farid zegt dat de hoogwaardige afbeelding die elk twaalfde frame verschijnt, niets meer is dan een JPEG, een afbeeldingsindeling die, zoals hij en zijn team eerder hebben aangetoond, gevoelig is voor meerdere keren worden gecomprimeerd. Stel je voor dat je een videofragment neemt, ermee knoeit en het opnieuw opslaat, zegt hij. Nu heb je deze dubbele JPEG-compressie. Door de afbeeldingen twee keer te comprimeren, zegt Farid, wordt een statistische handtekening geïntroduceerd die wordt onthuld wanneer de video wordt geanalyseerd met signaalverwerkingssoftware. Het detecteren van de hercompressiesignatuur van de JPEG in een video bewijst dat het bestand minstens één keer opnieuw is opgeslagen, wat duidt op geknoei.
Farid's vervalsingstest onderzoekt ook een ander aspect van de MPEG-compressie: de fout die wordt geïntroduceerd wanneer beweging tussen frames wordt geschat. De bewegingsfout blijkt voor ons heel waardevol, zegt hij. Tussen elk frame van een MPEG-bestand zit een voorspelbaar type bewegingsfout, maar wanneer frames worden verwijderd, verandert dit de fout op een merkbare manier. De combinatie van deze foutdetectie en de JPEG-compressietest is erg goed in het detecteren wanneer je een handvol frames verwijdert, zegt Farid.
Ik vind het een heel interessante benadering, zegt Edward Delp , hoogleraar elektrische en computertechniek aan de Purdue University, in Lafayette, Indiana. De techniek is een uitbreiding van het eerdere beeld-forensische werk in het laboratorium van Farid, zegt hij.
Je zult in de toekomst steeds meer zien omdat het zo gemakkelijk is voor mensen om de video's te verwerven en te verwerken, zegt Delp. De juridische implicaties zijn belangrijk, vooral in het geval van bewakingsvideo, waarvan een paar frames met een voorbijlopende persoon gemakkelijk kunnen worden verwijderd. De vraag die naar de rechtbank gaat, is: hoe bewijs je dat het echt de video is die uit de camera kwam? hij zegt. En we hebben meer tools nodig om te beslissen of er met [de video] is geknoeid en of deze authentiek is.
Het team van Farid werkt samen met Adobe, maker van de videobewerkingssoftware Premier, om een beter begrip te krijgen van hoe de bewerkingstools van het bedrijf reverse-engineered kunnen worden.
De Dartmouth-aanpak is echter niet onfeilbaar voor video's van hoge kwaliteit. Het verwijderen van frames in veelvouden van twaalf kan het systeem misleiden. Je kunt er omheen - geen twijfel mogelijk, zegt Farid. Dit is de reden waarom hij en zijn team een reeks tools ontwikkelen om sabotage te detecteren die verschillende technieken gebruiken, die niet gevoelig zijn voor de eigenaardigheden van MPEG-compressie. Net als bij het beeldforensisch onderzoek, verwachten we dat elke techniek kan worden omzeild, maar het omzeilen van een grotere set tools zal steeds moeilijker worden, voegt hij eraan toe. Het huidige werk, zegt Farid, is echter een goed startpunt, en de methode zal nog steeds nuttig zijn als een eerste test om te bepalen of video's zijn bewerkt door onhandige editors.